CN108414553B - 一种动态测量片状材料晶体织构的系统、设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态测量带材或板材的晶体织构的系统、设备及方法。该系统包括用于发射X射线的X射线管以及用于接收X射线并计算得出待测产品的晶体织构的X射线探测器，所述X射线管及X射线探测器分别设置于测角仪上，所述测角仪设置在第一旋转台上，所述第一旋转台设置在第二旋转台上，所述第一旋转台与第二旋转台的旋转轴相互垂直；所述系统还包括待测产品输送机构，用于将所述待测产品以连续或步进的方式输送经过所述X射线管及X射线探测器的检测点。本发明实现了对带材及板材等待测产品的在线连续自动测量，大大提高了测量效率，并且可测量内容丰富。同时结构简单，可以加装于现有生产线或检测线上，无需改动现有设备的结构，成本低。

Description

一种动态测量片状材料晶体织构的系统、设备及方法

技术领域

本发明涉及片状材料晶体织构的测量技术，具体地说，是一种动态测量片状材料晶体织构的系统、设备及方法。

背景技术

在工业生产中，对产品的性能进行检测分析是非常重要的一环。有些产品的性能与其材料的晶体结构、晶体取向或多晶织构有很大的关系，比如高温超导带材，获得高的超导电流的关键是要形成很好的多晶织构；在轧制钢板/钢带生产中，钢板/钢带的性能和轧制后的形成的多晶织构有很大的关系，因此需要对产品的晶体结构和多晶织构进行测量分析，这通常是通过X射线衍射方法来进行的。

为了更好地介绍本发明的背景和本发明，下面是有关多晶织构和应用X射线衍射仪进行测量的有关概念和术语的定义。

图1 是片状（例如带状或板状）产品的平面内织构和平面外织构的图示说明。产品的材料是多晶，是由无数的晶粒构成的。如果这些晶粒的取向是完全无规的，那么这样的产品材料就是叫做无织构的；如果这些晶粒的取向完全一样，这就是单晶，如果这些晶粒的取向有择优分布，则叫做有晶体织构。平面内织构中的平面，是指带材或板材的平面100，平面内织构103是指产品材料中晶粒110的取向在产品表面平面100内（晶向和产品表面平面100平行）的分布情况，见图1中的平面内织构103部分，通常是用平面内晶向101的分布曲线的半高全宽（Full Width Half Maximum，FWHM）来描述。同理，平面外织构104是指产品的晶粒在平面外取向的分布情况，通常是用平面外晶向102的分布曲线的半高全宽FWHM来描述（见图3）。

图2是本发明说明书所用的有关X射线衍射仪的一些名称的定义。图示中，以0维X光探测器（也叫点探测器）为例，从X射线管201发出的入射线，照射到样品的测试中心C（也叫衍射仪仪器中心），衍射出来的X射线，被X射线探测器202接收。入射线、衍射线所在的平面叫做衍射面，与产生衍射的晶面垂直。X射线管201、X射线探测器202都绕着仪器中心转动，他们的转动轴垂直于衍射面，并通过仪器中心，设计上保证X射线管201转轴和X射线探测器202的转轴重合。此转动轴为测角仪轴207。通过控制X射线管201和X射线探测器202的转动来测量不同角度位置上样品衍射的X射线强度即可进行X射线衍射谱的扫描测量。这样的转动角度的转动+控制装置叫做测角仪。

在本说明书中，X射线管在测角仪上的转角叫做a， X射线探测器在测角仪上的转角叫做b。X射线管发出的入射X线A相对于探测器接受的衍射X线B的夹角叫做2theta角。入射X线A相对于样品晶面夹角叫做theta角，见图4。这里需要分清楚的是，晶面不同于样品平面。大部分情况下，晶面一般平行于样品平面，但是有会出现晶面相对于样品平面发生倾斜。

衍射仪常用的一种扫描方式是联动的Theta-Theta扫描。在这种联动扫描中，X射线管201相对于X射线探测器202的转角等于X射线管201相对于样品200的转角的2倍。实现方法之一是，样品200不动，X射线管201和X射线探测器202绕仪器中心（也是样品测试点）C联合转动，X射线探测器202的转动速度等于X射线管201转动速度，方向相反。衍射谱上的花样决定于材料的物相组成，各组成物相之间的含量比，在满足某些条件下，可以根据各组成物相的特征衍射峰的强度进行计算。

测角仪也可以做联动的omega扫描。omega扫描中，保持入射X线A相对于衍射X线B的夹角，也即2theta角不变，X射线管和X射线探测器整体相对样品转动。

X射线管201和X射线探测器202也可以分别独立转动或移动到设定的θ角度完成某些特殊的测量。

如果需要测量晶体取向或多晶织构，X射线衍射仪还必须具有Phi轴205转动，有时也需要Kai轴204转动，这样的X射线衍射仪可以叫做四园衍射仪，因为其具有四个旋转轴：X射线管转轴、X射线探测器转轴、Phi轴205、Kai轴204。四个旋转轴都要精确地相交于衍射仪的测量中心。Phi轴205垂直于样品200表面平面。Kai轴线为衍射面与样品表面平面的交线，与Phi轴205垂直，也和测角仪轴垂直。测角仪轴和Phi轴的夹角称为Kai角，测角仪轴在样品平面上投影的角度为Phi角。本发明定义当测角仪轴和Phi轴重合时，Kai角度=0。

对于普通的非四园衍射仪，相当于Kai和Phi角固定于90度和0度。有的衍射仪只配有固定Kai角样品台。另外样品表面也要精确地调节到衍射仪测量中心。

由于X射线衍射仪都很笨重、很昂贵，另外对精密要求非常高，在生产现场的环境下，容易产生可靠性的问题。通常人们是从产线上，或从完成产品上取样，送到位于实验室中的X射线衍射仪上面进行分析。

但是对于一些产品质量要求严格的场合，取样分析无法满足要求，需要对所有的产品或整根带材（长度达千米级）进行测试。此外，为了降低次品率，以及在一些控制要求非常高的高精度产线上，人们希望做到对产品进行实时测量，为生产控制提供反馈，及时调整工艺参数，减少生产系统的漂移。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种动态测量片状材料晶体织构的系统、设备及方法，可以实现对带材或板材的晶体织构的在线测量，并且成本低、测量速度快、稳定性好。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种动态测量片状材料晶体织构的系统，包括用于发射X射线的X射线管以及用于接收X射线并计算得出待测产品的晶体织构的X射线探测器，所述X射线管及X射线探测器分别设置于测角仪上，所述测角仪设置在第一旋转台上，所述第一旋转台设置在第二旋转台上，所述第一旋转台与第二旋转台的旋转轴相互垂直；所述系统还包括待测产品输送机构，用于将所述待测产品以连续或步进的方式输送经过所述X射线管及X射线探测器的检测点。

进一步地，所述第一旋转台和第二旋转台分别由电机带动转动，所述电机连接到控制器。

进一步地，所述X射线管和X光探测器的旋转轴线位于所述测角仪实体之外。

进一步地，所述第一旋转台的转动范围至少为0-95度；所述第二旋转台的转动范围至少为-75至+75度。

进一步地，所述待测产品输送机构上设有高度调节装置。

进一步地，所述高度调节装置包括有升降台，所述升降台由两个相邻但不接触的滚轮构成，两个滚轮安装到一个共同的支架上，支架下方设置升降机构。

进一步地，还包括有设置在待测产品上的标志以及与所述控制器连接的传感器，所述传感器用于读取识别待测产品上的标志，并将信息发送给所述控制器，以实现自动控制。

进一步地，所述待测产品表面涂覆有磁性材料，所述标志为录制在所述磁性材料上的声音标记，所述传感器为磁头。

进一步地，所述标志为设置在所述待测产品表面的可视化标记，所述传感器为成像装置。

本发明还提供了一种包括上述动态测量片状材料晶体织构的系统的设备。

本发明还提供一种利用上述系统测量片状材料晶体织构的方法，适用于材料晶体性质会有变化的产品，其步骤包括：

S1：将待测产品送入检测系统；

S2：通过测角仪的转动对待测产品做theta-2theta扫描以获得准确的2theta角，然后把测角仪转动到准确测量到的2theta位置；

S3：通过第一旋转台的转动对待测产品做Kai扫描以确定准确的Kai角，然后转动第一旋转台至准确的Kai角位置；

S4：控制待测产品以连续或步进的方式移动，通过第二旋转台的转动对待测产品做phi扫描得到样品平面内织构。

进一步地，所述步骤S1与S2之间还包括：

S1’：首先预设Phi角为0度，Kai角为90度，在预设的2theta角下，通过测角仪的转动做Omega扫描，得到晶体平面外取向偏离样品表面法向的角度，该角度为X射线管和X光探测器的转角的偏移量；

S1’’：根据所述步骤S1’得到的转角的偏移量，对衍射仪各个轴进行修正。

进一步地，在预设的测量周期后，返回步骤S1’并执行一次步骤S1’、S1’’、S2和S3。

进一步地，所述步骤S4之后还包括：

S4’：通过传动系统的解码器或图像识别，获得待测产品的长度和/或待测编号信息。

本发明的动态测量带材或板材的晶体织构的系统、设备及方法，实现了对带材及板材等待测产品的在线连续自动测量，大大提高了测量效率，并且可测量内容丰富。同时，本发明的动态测量带材或板材的晶体织构的系统结构简单，可以加装于现有生产线或检测线上，无需改动现有设备的结构，成本低。

附图说明

图1是平面内织构和平面外织构的说明示意图。

图2是关于X射线衍射仪的名称定义的示意图。

图3是产品的平面外织构通过分布曲线的半高全宽FWHM来描述的示意图。

图4是产品平面织构测量中theta角及2theta角定义的示意图。

图5是本发明的动态测量片状材料晶体织构的系统一实施例的结构原理图。

图6是本发明的动态测量片状材料晶体织构的设备一实施例的结构原理图。

图7是本发明中高度调节装置及传感器一实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

在常规的测量织构的四园衍射仪中，样品台固定在Phi转动台上，测量过程中，测角仪不动，样品进行Phi转动，获得Phi扫描图谱。而生产中的带材/板材等待测产品的输送装置一般很大，待测产品的输送装置成本太高，因此很难具有商用价值。

本发明的核心思想是将待测产品输送装置固定不动（只做产品的输送运动而不转动角度），测角仪围绕着样品转动。这样的相对转动，同样可以满足织构测量的要求。这就像地球的自转+围绕着太阳转动产生一天的白昼变化和一年的四季的变化，可以通过另一种方式实现：让地球不动，太阳围绕着地球南北轴线做一天周期转动（产生白昼变化）+ 太阳围绕着地球南北轴线的转动的圆心，围绕地球的球心做一年为周期的转动（产生四季的变化）。

本发明的动态测量片状材料晶体织构的系统，包括用于发射X射线的X射线管以及用于接收X射线并计算得出待测产品的晶体织构的X射线探测器，所述X射线管及X射线探测器分别设置于测角仪上，所述测角仪设置在第一旋转台上，所述第一旋转台设置在第二旋转台上，所述第一旋转台与第二旋转台的旋转轴相互垂直；所述系统还包括待测产品输送机构，用于将所述待测产品以连续或步进的方式输送经过所述X射线管及X射线探测器的检测点。其中，第一旋转台和第二旋转台分别由电机带动转动，所述电机连接到控制器。

具体地，如图5所示的实施例，此实施例是专门为了具有高度产品适应性，而设计的动态测量片状材料晶体织构的系统，可以加装于现有生产线或检测线上，无需改动现有设备的结构。如图5所示，X射线管503及X射线探测器505分别设置于测角仪504上，测角仪504的基座固定于第一旋转台（Kai转台）的转动部506上，Kai转台的基座固定于第二旋转台（Phi转台）的转动部502上。Phi转台的基座设置于产品和走带系统之上，可以固定在天花板或吊梁501上。Kai转轴、Phi转轴以及测角仪504的轴，相交于衍射仪的仪器中心。待检测产品507（本实施例中为带材）通过衍射仪中心。为了避免衍射仪在各种转动中和带材+走带系统冲突，测角仪被设计成小半圆结构，测角仪的X射线管和X光探测器的旋转轴线不在测角仪实体上，而是位于所述测角仪之外，这样使得衍射仪中心在测角仪的下面的空间。这样的结构，使得在Phi扫描可以扫描到-75度到+75度范围（当测角仪转轴与带材的走带方向平行时为0度），Kai扫描可以扫描到0-95度范围，测角仪都不会和带材及其走带系统发生冲突。平面内织构测量所用的晶向，在产品平面内的投影和走带方向的夹角，即Phi角，不一定是0度附近的，可能是Phi=45度，可能是60度。比如在高温超导带材的测量中，如果IBAD MgO的织构层MgO，平面内织构测量所用的晶向在产品平面的Phi角是0度。 MgO的匹配层，如果是LaMnO₃, LaMnO₃平面内织构测量所用的晶向在产品平面的Phi角也是0度，如果匹配层选用CeO₂, 由于CeO₂和MgO是旋转45度晶格匹配，因此它在产品平面的Phi角是早45度附近。所以动态织构测量系统，必须要具备测量以Phi=0 和Phi=45为中心的Phi扫描能力。如果是产品是光伏产品，产品的晶体结构可能是六方结构，平面内织构测量所用的晶向的Phi角一般在60度附近，所以动态织构测量系统，必须要具备测量以Phi=60为中心的Phi扫描能力。本发明的动态测量带材或板材的晶体织构的系统的结构设计，Phi扫描可以达到-75度到+75度范围，很好地满足上面的应用场合。这种结构设计，使得Kai扫描可以在0-95度范围，这样，Kai可以转动Kai=90附近，保证进行Omega联动扫描获得平面外织构。

本发明的系统能够在在Phi扫描-75度到+75度范围， Kai扫描0-95度范围进行测量，使得可以在若干（比如每隔5度）Kai角度上进行+75到-75度的Phi扫描，总和这些扫描，可以获得大半个极图，用于要求不是很精确的动态极图测量。

如图6所示，为对带材产品进行在线动态平面外和平面内织构测量并提供实时反馈的设备的示意图。包括工艺处理部分612、带材移动部分和衍射仪607部分。其中衍射仪607采用的为图5所示实施例的动态测量带材或板材的晶体织构的系统。

带材移动部分有速度控制和张力控制，其中速度反馈由带长编码器603提供，张力控制由张力传感器604提供反馈，由带材移动控制系统控制放带盘602和收带盘613的电机，实现设定的张力和走带速度。带材600从放带盘602出来，经过工艺处理部分612，进入衍射仪607，通过衍射仪607的仪器中心C，进行平面内织构的测量，再进入收带盘613。衍射仪607测量完一个Phi扫描后，根据校正曲线算出准确的半高宽，并从带长编码器603读取带位置，把半高宽和带位置存于文件中，并同时在计算机屏幕显示出来。根据需要，还可以把测量的半高宽反馈给工艺及总控制系统605，工艺及总控制系统605根据设定的程序调整工艺参数，保证工艺的稳定进行。可选的成像设备用于检测识别带材或板材上的标志，确定产品的编号或长度数值，用于控制测量步骤，参数等，实现各种复杂的产品情况下的自动化测量。

衍射仪607包括一个测角仪610，X射线管608和X光探测器609分别安装在测角仪610上，X射线管608的θ角扫描范围为–5°～60°；X光探测器609的θ角扫描范围为5°～90°，角度误差为小于0.005°，角度置位重现性小于0.01°。Phi扫描时，测角仪610相对带材600倾斜，测角仪610的轴线（也是衍射面的法向），和待测产品的表面的法向（也是Phi转动轴）的夹角为Kai角，这Kai角的数值，是根据所选的平面内织构的晶面确定。在高温超导带材的织构测量中，常用的Kai角为<011>晶向的45°和<111>晶向的35.3°。

在本实施例中，X射线管608采用普通的水冷Cu靶管，额定功率2KW，但实际使用为1.6 KW或更小，以利延长X射线管的使用寿命。X射线管设置为线焦斑，光路采用BragBrentano聚焦光路，充分利用大部分的X射线束。通过Sollar狭缝限制X射线在线焦斑长度方向的发散。既可以只在X射线管一侧设置Sollar狭缝，根据需要也可以在X射线探测器一侧也配置一组Sollar狭缝。发散狭缝控制垂直于线焦斑方向的发散，然后再照射到带材上。发散狭缝插片有1/6°、1/2°、1°、2°可选。接收狭缝的插片有0.08、0.15、0.3、0.6mm可选。X射线探测器使用闪烁计数器。

测角仪能以Phi轴为轴转动，在软件控制下进行Phi扫描。扫描范围为-80°到80°（其中带长与测角仪转轴平行时为0°）。Phi扫描方式：可连续，可步进。步进方式：步长可调，通常为1 ~ 5度，每步读数时间：可调。连续方式：速度可调。

为了适应自动化生产和检测的需要，自动进行各种X衍射扫描，在扫描结束后，能够自动对所获得的图谱进行分析拟合，获得衍射峰的参数（FWHM，峰值强度，峰值位置等），并把这些参数自动输入到下一个要将要自动执行的扫描中，作为它的初始值和固定值。

在本发明中，由于待测产品输送机构是不需要转动的，因此带材或板材可以动态地、以连续移动或步进的方式，自动地进入XRD（X射线衍射仪）测量中心进行测量。XRD衍射仪的测角仪安装于第一旋转台上，第一旋转台由电机带动转动，并由软件自动控制。而第一旋转台又安装于第二旋转台上，第二旋转台也由电机带动转动，并由软件自动控制的Phi转台，带动第一旋转台和第二旋转台的电机分别独立。因此，本发的系统除了可以实现自动Phi扫描外，还具备自动Kai扫描的功能，这个功能对于提高系统的测量精度和对不同产品的适用性是至关重要。这是因为，本领域的技术人员通常认为产品的Kai角度是由材料性质决定的，因此是不变的，这个认为有可能是错误的，本发明的发明人发现在不同的超导长带上，Kai的角度是会有不同的；即使是同一根千米长的超导长带，Kai的角度也会有逐渐的变化。如果Kai角设置为理论值，而不是实际值，会影响平面内织构的测量精度。在本发明的系统中，测角仪固定于第一旋转台（Kai转台）上，Kai转台可以围绕通过仪器中心的Kai轴做自动的Kai 扫描；Kai转台置于第一旋转台（Phi转台）上，Phi转台绕通过仪器中心的phi轴做phi扫描。

在本发明的系统还可以设定进行自动Omega联动扫描，Omega联动扫描可以用于测量产品的平面外织构，同时Omega联动扫描另外一个重要功能是改善平面外织构测量的精度。通过测量Omega联动扫描的峰位角度，并设置这个角度为X射线管和X射线探测器的转角的偏移量，可提高平面内织构的测量精度。

在本发明的动态测量带材或板材的晶体织构的系统中，还可以进行单独的自动Theta扫描或自动2Theta扫描。

在本发明的动态测量带材或板材的晶体织构的系统中，还可以在待测产品输送机构上设置高度调节装置。高度调节装置可以由电机带动实现升降，而由软件实现自动控制。高度调节装置用于自动调节待测产品的高度，以适应不同厚度的待测产品。高度调节装置可以设置为将待测产品输送机构整体升降以实现调节待测产品的高度，也可以仅设置在XRD的测量中心处，仅调节XRD的测量中心处的待测产品的高度。例如在在XRD的测量中心处设置一个升降台，使待测产品从升降台上经过。通过升降台可以调整待测产品的高度，升降台同时还可以起到稳定待测产品的作用。优选地，如图7所示，升降台由两个相邻但不接触的滚轮702构成，两个滚轮702安装到一个共同的支架704上，支架下方设置升降机构。由两个滚轮构成的升降台在待测产品706输送过程中，会随产品的输送而转动，从而减少或避免升降台对待测产品的摩擦，以避免损伤待测产品706。升降机构优选采用丝杠703配合步进电机705实现。通过丝杠和步进电机实现对升降的精确控制。

本系统中所有的移动和转动都用电机带动，并由软件控制自动完成测量所有带材/片材。整个过程不需要人工操作。

除了自动进行各种X衍射扫描外，在扫描结束后，本发明能够自动对所获得的图谱进行分析拟合，获得衍射峰的参数（FWHM、峰值强度、峰值位置等），并把这些参数自动输入到下一个要将要自动执行的扫描中，作为它的初始值和固定值。

为了实现全自动化的测量，本发明的动态测量带材或板材的晶体织构的系统可以配备传感器，而在待测产品上设置标志。通过传感器来识别出待测产品上的标志，根据标志，自动执行设定的操作。标志包括开始和结束标志，来实现自动开始和结束测量；标志还包括待测产品号和待测产品位置标志，来自动确定测量结果所属的待测产品和待测产品位置，如果需要，对不同的待测产品自动执行不同的操作，包括不同的扫描，以及调节待测产品的高度等。

传感器可以采用成像设备，相应的标志可以为设置在待测产品表面的可视化标志。通过成像设备获得待测产品表面图像，并通过图像处理，识别出待测产品表面的标志。

如图7所示，传感器还可以采用磁头701，而标志采用磁性材料。这种方案采用传统磁带式录音机的原理，在待测产品706表面需要的位置涂覆上磁性材料，然后利用录音磁头录上相应的声音标记，例如1（Do）2（Re）3（Mi）和5（Sol）4（Fa）7（Ti），分别代理开始和结束。在检测时，将待测产品706输送到本发明的动态测量带材或板材的晶体织构的系统，通过磁头701读取待测产品表面的上磁性材料所录入的信息，当读取到123时，开始进行检测；当读取到547时，停止检测。其他控制原理类似。这种方案实现非简单，尤其是在超导带材等带状材料的检测中，由于带材的结构及输送与传统音乐磁带十分类似，技术成熟，转用到本发明中十分方便。并且这种方案成本低廉，读取识别迅速，效率高，准确度也高。

利用本发明的动态测量带材或板材的晶体织构的系统，动态测量产品平面外织构和平面内织构的方法尤其适用于材料晶体性质会有变化的产品，主要包括校准步骤和测量步骤，其中校准步骤包括对Omega角、2theta角和Kai角的校准，测量为通过Phi扫描完成产品晶体织构的测量。

具体步骤包括：

S1：将待测产品送入检测系统，并将所述系统转动到预设的角度，角度包括Omega角、2theta角、Kai角及Phi角，其预设的角度值可以为前次测量同类产品时所得的校准后的角度值，或者根据待测产品种类所设定的值，也可以是由用户依经验设定的值；

S2：通过测角仪的转动对待测产品做theta-2theta扫描以获得准确的2theta角，然后把测角仪转动到准确测量到的2theta位置；

S3：通过第一旋转台的转动对待测产品做Kai扫描以确定准确的Kai角，然后转动第一旋转台至准确的Kai角位置；

S4：控制待测产品以连续或步进的方式移动，通过第二旋转台的转动对待测产品做phi扫描得到样品平面内织构。

为了使测量结果更为准确，可以在进行theta-2theta扫描以获得准确的2theta角之前，先进行Omega角的校准，具体是在所述步骤S1与S2之间还包括：

S1’：首先预设Phi角为0度，Kai角为90度，在预设的2theta角下，通过测角仪的转动做Omega扫描，得到晶体平面外取向偏离样品表面法向的角度，该角度为X射线管和X光探测器的转角的偏移量；

其中，预设的2theta，可以由材料的性质获得，也可以采用上次同样产品的测量的数值；由Omega扫描的图谱FWHM，获得样品平面外织构，由Omega扫描的峰值获得平面外取向偏离样品表面法向的角度，设置这个角度为X光管和X光探测器的转角的偏移量；

S1’’：根据所述步骤S1’得到的转角的偏移量，对衍射仪各个轴进行修正，将衍射仪各个轴转动到预设的Kai角、Phi角、theta、2theta角位置，预设的各个角度，可以由材料的数据库查到，也可以采用上次同样产品的测量的数值。

在上述步骤中，一般在进行校准时，保持待测产品不动，以获得更准确的Omega*角，2theta*角和Kai*角（其中加有“*”代表校准后角度值）。校准时保持待测产品不动是为了防止校准的位置恰好是待测产品上的特殊区域（例如产品上的瑕疵等），会对校准结果造成较大误差。

而对于Phi扫描测量步骤，可以在Phi扫描测量时保持待测产品不动，待完成Phi扫描测量后，将产品移动一段距离，再进行下一检测点的Phi扫描测量，直至完成全部待测产品的测量。这种方式称为步进式扫描测量。

对于Phi扫描测量步骤，还可以是在Phi扫描测量的同时保持待测产品的连续移动，直至完成全部待测产品的测量。这种方式称为连续式扫描测量。由于通常的待测产品性质相对均匀，短距离内其性质不会发生明显变化，因此在Phi扫描测量的同时保持待测产品的连续移动，同样可以获得高精度的测量结果。

另外，为了保持测量精度，可以预设一测量周期，在预设的测量周期后，返回步骤S1’并执行一次步骤S1’、S1’’、S2和S3，以便对2theta角进行校准。也即每完成一个测量周期，就对Omega*角，2theta*角和Kai*角等重新进行一次校准。其中预设的测量周期可以是测量完一段设定的带材长度为一周期，或者是测量完一定的板材样品数为一周期，或者是完成一定次数的Phi扫描为一测量周期，还可以按照测量时间设定测量周期。

再者，所述步骤S4之后还可以包括：

S4’：通过传动系统的解码器或图像识别，获得待测产品的长度和/或待测编号信息。将该待测产品的长度和/或待测编号信息输入到计算机进行记录和管理，以实现全自动化的测量。获得待测产品的长度和/或待测编号信息，可以采用上述设置在系统上的传感器和设置在待测产品上的标志来实现。传感器可以是成像设备或磁头，而标志可以是可视化标志或由磁性材料承载的声音标记。

本发明可以用于高温超导带材或其中一部分为高温超导的带材。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (14)

1.一种动态测量片状材料晶体织构的系统，包括用于发射X射线的X射线管以及用于接收X射线并计算得出待测产品的晶体织构的X射线探测器，其特征在于，所述X射线管及X射线探测器分别设置于测角仪上，所述测角仪设置在第一旋转台上，所述第一旋转台设置在第二旋转台上，所述第一旋转台与第二旋转台的旋转轴相互垂直；所述系统还包括待测产品输送机构，用于将所述待测产品以连续或步进的方式输送经过所述X射线管及X射线探测器的检测点，其中，所述第一旋转台的旋转轴为Kai轴，所述第二旋转台的旋转轴为Phi轴，所述Phi轴垂直于待测产品表面平面，所述Kai轴为衍射面与待测产品表面平面的交线，所述衍射面指X射线管发射的入射线与所述X射线探测器接收的衍射线所在的平面。

2.如权利要求1所述的动态测量片状材料晶体织构的系统，其特征在于，所述第一旋转台和第二旋转台分别由电机带动转动，所述电机连接到控制器。

3.如权利要求1所述的动态测量片状材料晶体织构的系统，其特征在于，所述X射线管和X光探测器的旋转轴线位于所述测角仪实体之外。

4.如权利要求1或2所述的动态测量片状材料晶体织构的系统，其特征在于，所述第一旋转台的转动范围至少为0-95度；所述第二旋转台的转动范围至少为-75至+75度。

5.如权利要求1所述的动态测量片状材料晶体织构的系统，其特征在于，所述待测产品输送机构上设有高度调节装置。

6.如权利要求5所述的动态测量片状材料晶体织构的系统，其特征在于，所述高度调节装置包括有升降台，所述升降台由两个相邻但不接触的滚轮构成，两个滚轮安装到一个共同的支架上，支架下方设置升降机构。

7.如权利要求2所述的动态测量片状材料晶体织构的系统，其特征在于，还包括有设置在待测产品上的标志以及与所述控制器连接的传感器，所述传感器用于读取识别待测产品上的标志，并将信息发送给所述控制器，以实现自动控制。

8.如权利要求7所述的动态测量片状材料晶体织构的系统，其特征在于，所述待测产品表面涂覆有磁性材料，所述标志为录制在所述磁性材料上的声音标记，所述传感器为磁头。

9.如权利要求7所述的动态测量片状材料晶体织构的系统，其特征在于，所述标志为设置在所述待测产品表面的可视化标记，所述传感器为成像装置。

10.一种包括权利要求1-9任意一项所述动态测量片状材料晶体织构的系统的设备。

11.一种利用权利要求1-9任意一项所述动态测量片状材料晶体织构的系统测量片状材料晶体织构的方法，其特征在于，适用于材料晶体性质会有变化的产品，其步骤包括：

S1：将待测产品送入检测系统，并将所述系统转动到预设的角度；

S2：通过测角仪的转动对待测产品做theta-2theta扫描以获得准确的2theta角，然后把测角仪转动到准确测量到的2theta位置；

S3：通过第一旋转台的转动对待测产品做Kai扫描以确定准确的Kai角，然后转动第一旋转台至准确的Kai角位置；

S4：控制待测产品以连续或步进的方式移动，通过第二旋转台的转动对待测产品做phi扫描得到样品平面内织构。

12.如权利要求11所述的测量片状材料晶体织构的方法，其特征在于，所述步骤S1与S2之间还包括：

S1’：首先预设Phi角为0度，Kai角为90度，在预设的2theta角下，通过测角仪的转动做Omega扫描，得到晶体平面外取向偏离样品表面法向的角度，该角度为X射线管和X光探测器的转角的偏移量；

S1’’：根据所述步骤S1’得到的转角的偏移量，对衍射仪各个轴进行修正。

13.如权利要求12所述的测量片状材料晶体织构的方法，其特征在于，在预设的测量周期后，返回步骤S1’并执行一次步骤S1’、S1’’、S2和S3。

14.如权利要求11所述的测量片状材料晶体织构的方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括：

S4’：通过传动系统的解码器或图像识别，获得待测产品的长度和/或待测编号信息。

Images